3.控制電路的選擇(見難點(diǎn)12.滑動(dòng)變阻兩種電路接法的選擇)

2.實(shí)驗(yàn)電路(電流表內(nèi)外接法)的選擇

測(cè)量未知電阻的原理是R＝，由于測(cè)量所需的電表實(shí)際上是非理想的，所以在測(cè)量未知電阻兩端電壓U和通過的電流I時(shí)，必然存在誤差，即系統(tǒng)誤差，要在實(shí)際測(cè)量中有效地減少這種由于電表測(cè)量所引起的系統(tǒng)誤差，必須依照以下原則：(1)若＞，一般選電流表的內(nèi)接法.如圖10-6(a)所示.由于該電路中，電壓表的讀數(shù)U表示被測(cè)電阻R_x與電流表A串聯(lián)后的總電壓，電流表的讀數(shù)I表示通過本身和R_x的電流，所以使用該電路所測(cè)電阻R_測(cè)＝＝R_x+R_A，比真實(shí)值R_x大了R_A，相對(duì)誤差a＝(2)若＜，一般選電流表外接法.如圖10-6(b)所示.由于該電路中電壓表的讀數(shù)U表示　　 R_x兩端電壓，電流表的讀數(shù)I表示通過R_x與R_V并聯(lián)電路的總電流，所以使用該電流所測(cè)電阻R_測(cè)＝也比真實(shí)值R_x略小些，相對(duì)誤差a＝.

圖10-6

在測(cè)電阻等許多電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，都存在如何選擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材，如何選擇測(cè)量電路、控制電路的問題.

正確地選擇儀器和電路的問題，有一定的靈活性，解決時(shí)應(yīng)掌握和遵循一些基本的原則，即“安全性”“精確性”“方便性”原則，兼顧“誤差小”“儀器少”“耗電少”等各方面因素綜合考慮，靈活運(yùn)用.

1.實(shí)驗(yàn)儀器的選擇

(1)根據(jù)不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表.

首先保證流過電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過使用量程，然后合理選擇量程，務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)(一般取滿偏度的左右)，以減少測(cè)讀誤差.(2)根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電流或電壓范圍需選擇滑動(dòng)變阻器，注意流過滑動(dòng)變阻器的電流不超過它的額定值，對(duì)大阻值的變阻器，如果是滑動(dòng)頭稍有移動(dòng)，使電流、電壓有很大變化的，不宜采用.(3)應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的基本要求來選擇儀器，對(duì)于這種情況，只有熟悉實(shí)驗(yàn)原理，才能作出恰當(dāng)?shù)倪x擇.總之，最優(yōu)選擇的原則是：①方法誤差盡可能小.②間接測(cè)定值盡可能有較多的有效數(shù)字位數(shù)，直接測(cè)定值的測(cè)量使誤差盡可能小，且不超過儀表的量程.③實(shí)現(xiàn)較大范圍的靈敏調(diào)節(jié).④在大功率裝置(電路)中盡可能節(jié)省能量；在小功率電路里，在不超過用電器額定值的前提下，適當(dāng)提高電流、電壓值，以提高測(cè)試的準(zhǔn)確度.

課本上講解了用伏安法、歐姆表測(cè)電阻，除此以外，還有半偏法測(cè)電阻、電橋法測(cè)電阻、等效法測(cè)電阻等等.

5.如圖1-8所示，水平放置的導(dǎo)軌，其電阻、摩擦均不計(jì)，固定在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，左端間距為2L，右端間距為L，今在導(dǎo)軌上放ab、cd兩桿，其質(zhì)量分為2M、M，電阻分為2R、R，現(xiàn)讓ab桿以初速度v₀向右運(yùn)動(dòng).求cd棒的最終速度(兩棒均在不同的導(dǎo)軌上).

4.如圖1-7所示，長(zhǎng)為2L的板面光滑且不導(dǎo)電的平板小車C放在光滑水平面上，車的右端有塊擋板，車的質(zhì)量m_C=4 m,絕緣小物塊B的質(zhì)量m_B=2 m.若B以一定速度沿平板向右與C車的擋板相碰，碰后小車的速度總等于碰前物塊B速度的一半.今在靜止的平板車的左端放一個(gè)帶電量為+q、質(zhì)量為m_A=m的小物塊A，將物塊B放在平板車的中央，在整個(gè)空間加上一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，金屬塊A由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A以速度v₀與B發(fā)生碰撞，碰后A以v₀/4的速率反彈回來，B向右運(yùn)動(dòng).

(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向.

(2)若A第二次和B相碰，判斷是在B與C相碰之前還是相碰之后？

(3)A從第一次與B相碰到第二次與B相碰這個(gè)過程中，電場(chǎng)力對(duì)A做了多少功？

3.如圖1-6所示，在光滑的水平面上放置一質(zhì)量為m的小車，小車上有一半徑為R的1/4光滑的弧形軌道，設(shè)有一質(zhì)量為m的小球，以v₀的速度，方向水平向左沿圓弧軌道向上滑動(dòng)，達(dá)到某一高度h后，又沿軌道下滑，試求h的大小及小球剛離開軌道時(shí)的速度.

2.如圖1-5所示，水平軌道上停放著一輛質(zhì)量為5.0×10² kg的小車A，在A的右方L=8.0 m處，另一輛小車B正以速度v_B=4.0 m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離A車，為使A車能經(jīng)過t=10.0 s時(shí)間追上B車，立即給A車適當(dāng)施加向右的水平推力使小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)小車A受到水平軌道的阻力是車重的0.1倍，試問：在此追及過程中，推力至少需要做多少功？取g=10 m/s²)

由示意圖找兩

		聯(lián)立方程求解(判斷能否碰撞)
			若發(fā)生碰撞，據(jù)動(dòng)量關(guān)系(守恒能量轉(zhuǎn)化關(guān)系列方程求解

解決“追碰”問題大致分兩類方法，即數(shù)學(xué)法(如函數(shù)極值法、圖象法等)和物理方法(參照物變換法、守恒法等).

●殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練

1.兩輛完全相同的汽車，沿水平直路一前一后勻速行駛，速度均為v₀,若前車突然以恒定的加速度剎車，在它剛停住時(shí)，后車以前車剎車時(shí)的加速度開始剎車，已知前車在剎車過程中所行駛的距離為s,若要保證兩車在上述情況中不相撞，則兩車在勻速行駛時(shí)保持距離至少應(yīng)為多少？

2.“碰撞”問題

碰撞過程作用時(shí)間短，相互作用力大的特點(diǎn)，決定了所有碰撞問題均遵守動(dòng)量守恒定律.對(duì)正碰，根據(jù)碰撞前后系統(tǒng)的動(dòng)能是否變化，又分為彈性碰撞和非彈性碰撞.

彈性碰撞：系統(tǒng)的動(dòng)量和動(dòng)能均守恒，因而有：

m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁′+m₂v₂′　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①

m₁v₁²+m₂v₂²=m₁v₁′²+m₂v₂′² ②

上式中v₁、v₁′分別是m₁碰前和碰后的速度，v₂、v₂′分別是m₂碰前和碰后的速度.

解①②式得

v₁′=　　　　　　　　　　　　　　　 ③

v₂′=　　　　　　　　　　　　　　　 ④

完全非彈性碰撞：m₁與m₂碰后速度相同，設(shè)為v,則

m₁v₁+m₂v₂=(m₁+m₂)v,v=.

系統(tǒng)損失的最大動(dòng)能ΔE_km=m₁v₁²+m₂v₂²-(m₁+m₂)v².非彈性碰撞損失的動(dòng)能介于彈性碰撞和完全非彈性碰撞之間.

在處理碰撞問題時(shí)，通常要抓住三項(xiàng)基本原則：

(1)碰撞過程中動(dòng)量守恒原則.

(2)碰撞后系統(tǒng)動(dòng)能不增原則.

(3)碰撞后運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的合理性原則.

碰撞過程的發(fā)生應(yīng)遵循客觀實(shí)際.如甲物追乙物并發(fā)生碰撞，碰前甲的速度必須大于乙的速度，碰后甲的速度必須小于、等于乙的速度或甲反向運(yùn)動(dòng).